[發明專利]熱氣霧化

無效

• 申請號: 01111901.2
• 申請日: 2001-03-23
• 公開（公告）號: CN1319458A
• 公開（公告）日: 2001-10-31
• 發明（設計）人: J·E·安德森;L·E·波爾三世;G·W·阿諾;C·B·萊格
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: B05B7/00
• 分類號: B05B7/00;B05B7/02;B05B7/14;B05B7/16;B05B7/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,王其灝

本發明一般涉及流體的霧化，并且特別適用于對高粘性流體，例如含有顆粒的流體的霧化。

在從石油或廢物燃燒到陶瓷粉末合成的許多工業方法中，霧化起著重要作用。大部分霧化器是三種主要類型之一，即加壓霧化器、雙流體霧化器和轉杯霧化器。加壓霧化器比較簡單和便宜，但是容易被固體堵塞，并且不能處理高粘度液體。雙流體霧化器稍微不容易堵塞，但是處理粘性流體仍然有困難，并且因為需要高壓霧化氣或蒸汽而使操作昂貴。轉杯霧化器是有效的，但其主要缺點是機械上太復雜。

即使對于那些采用慣用霧化器的應用，液滴大小分布也對工藝的經濟和效率有顯著影響。可制備的平均顆粒尺寸的限制較小，最大顆粒尺寸可以比平均顆粒尺寸大幾個量級。因此，對于例如金屬霧化這樣的工藝，即使平均顆粒尺寸屬于特定尺寸范圍之內，較大尺寸顆粒也可在所需尺寸范圍之外，因此顯著降低了該工藝的產率。此外，因為熱傳遞和燃燒反應對小顆粒而言更加有效，因此，分布中的大顆粒導致在燃燒和煅燒操作中產生大部分未燃烴類。

一個問題是在粘性流體中獲得非常小的液滴尺寸。用轉杯霧化器一般不能獲得。加壓霧化器被限制在液滴大約為小孔尺寸的兩倍，因此物理尺寸、壓差和表面張力問題使該類型通常不適用。雙流體霧化器可制備小液滴，但是只有在采用非常高壓的霧化氣和非常高的氣體流量比的條件下才行(霧化氣與被霧化液體質量的質量比)。超聲霧化器可得到小液滴，但其內部太復雜，并且十分昂貴。

另一問題是霧化器被流體中的固體顆粒所堵塞的問題。由于孔小，加壓霧化器具有嚴重的堵塞問題。許多雙流體霧化器以小通道和相應的堵塞問題為代價，達到了高性能。

因此，本發明的一個目的在于提供一種使流體霧化的改進方法。

本發明的另一目的在于提供一種使流體霧化的方法，該方法可被用于有效霧化高粘性流體。

本發明的另一目的在于提供一種使流體霧化的改進方法，以產生非常小的液滴尺寸。

本發明的另一目的在于提供一種使充滿顆粒的流體霧化而不發生堵塞的改進方法。

通過閱讀公開內容，本領域技術人員將清楚可見本發明能實現上述目的和其它目的，即：

一種使流體霧化的方法，包括：

(A)將一種氣體加熱至溫度至少為300°F，產生一種熱氣體；

(B)將上述熱氣體流經一個通路，產生一種加速的熱氣流；

(C)將上述加速熱氣流與所述可霧化的液流接觸；和

(D)將上述加速的熱氣流的剪切力、壓力和慣性力加于可霧化流體物流，使該可霧化流體霧化。

此處所用的術語“霧化”指的是制成若干液滴的形式。

此處所用的術語“剪切力”指的是當兩種流體以不同速度行進時，一種流體加到另一種流體表面的切向力。

此處所用的術語“慣性力”指的是當一種物體或流體被其它外力加速或減速時，它所表面出的一種力。

此處所用的術語“壓力”指的是由于分子運動而在流體的某一點或某一表面所產生的法向力。

圖1是本發明操作概圖的截面示圖。

圖2-4是本發明操作的優選實施方案的截面示圖。

圖5是在實施本發明的一個實施方案中的平均直徑和熱氣溫度關系的圖解示圖。

在附圖中，共同的元件用相同的數字表示。

下面將參照附圖更加詳細地描述本發明。現在參照圖1-3，被用作霧化流體的氣體1加熱到溫度至少為300°F，優選溫度范圍為1000～3000°F，以制備一種熱氣。可通過任何一種有效方法來加熱該氣體，例如熱方法、化學方法或電方法。例如，可采用一個熱交換器、一個再生爐、一個電阻加熱器、一個等離子加熱器或電弧加熱器來加熱氣體。在圖2所描述的本發明實施方案中，熱氣是通過燃燒燃料40和氧化劑41來產生的。上述氣體可以是任何一種有效的霧化氣體，例如氮氣、氧氣、氬氣或氦氣。另外，在本發明的實踐中，氣體混合物例如空氣也可被用作霧化氣體。在圖3所描述的本發明實施方案中，氣體是通過加熱旋管45來加熱的。

霧化裝置2包括一根中心管3和由外管5所形成的環形通道4，外管5與中心管3有一定間隔并且同軸。該環形通道4形成一個盛裝并通過熱氣的室。

可霧化流體6流經中心管3，并且經中心管3的噴射通道7噴入霧化室8中。該可霧化流體可以是一種液體，或是一種液體和固體顆粒的混合物，例如一種淤漿。在本發明實踐中可采用的若干可霧化流體的實例是：工業的或廢水污泥、用于粉末制備的漿料、高粘度油和液體金屬。本發明特別適用于霧化其它難以霧化的流體，例如粘度為400厘泊或更大的高粘度流體，但是本發明可被用于有效霧化低粘性流體。